Los investigadores crean un superconductor a partir del "quinto estado de la materia"

Es la primera vez que los científicos logran superconductividad en el condensado de Bose-Einstein (BEC)

Por Faisal Khan

19 noviembre 2020

Traducido por L. Domenech

Estos materiales exóticos o más comúnmente llamados superconductores son mejor conocidos por su capacidad para conducir la electricidad de manera extremadamente eficiente, bajo cero resistencia. Sin embargo, son engorrosos y costosos de producir. Sin embargo, la dependencia de la computación cuántica futurista y otras aplicaciones tecnológicas de esta tecnología las mantiene en un nivel de alta demanda.

Los métodos tradicionales de creación de superconductores requieren un conjunto estricto de condiciones (como temperatura y presión) para producirlos. Investigaciones recientes han revelado que estas barreras se pueden superar. El mes pasado, escribí sobre cómo los físicos del Instituto Max Planck crearon un material misterioso que ha establecido un nuevo récord de superconductividad: al conducir electricidad sin ninguna resistencia a temperaturas de hasta aproximadamente 15 ° C.

Parece que los esfuerzos se han acelerado en este sentido y cada vez vemos formas mejores, más fáciles y más baratas de crear superconductores. Y del que vamos a hablar hoy es precisamente eso: poco convencional pero innovador. Por primera vez, los investigadores de la Universidad de Tokio han logrado crear un superconductor a partir del condensado de Bose-Einstein (BEC), el llamado quinto estado de la materia.

“Un BEC es un estado único de la materia, ya que no está hecho de partículas, sino de ondas. A medida que se enfrían hasta casi el cero absoluto, los átomos de ciertos materiales se esparcen por el espacio. Esta mancha aumenta hasta que los átomos, ahora más como ondas que como partículas, se superponen y se vuelven indistinguibles entre sí. La materia resultante se comporta como si fuera una sola entidad con nuevas propiedades de las que carecían los estados sólido, líquido o gaseoso anteriores ". ~ Kozo Okazaki, autor principal del estudio

La mayoría de nosotros estamos familiarizados con los tres estados de la materia, a saber, sólidos, líquidos y gases. Algunos de nosotros también podríamos saber sobre el plasma, el cuarto estado de la materia que se crea cuando un gas se calienta a temperaturas tan extremas que desgarra sus átomos constituyentes para dejar atrás un lío súper caliente de partículas subatómicas. BEC o el llamado quinto estado de la materia consiste en ondas, no partículas, a diferencia de los cuatro estados anteriores.

Entonces, ¿cómo pudo BEC actuar como superconductor? La hazaña se logró al hacer un BEC a partir de una nube de átomos de hierro y selenio. Superposición de BEC con Bardeen-Cooper-Shrieffer (BCS), que es similar a BEC en el sentido de que se forma enfriando nubes de átomos casi hasta el cero absoluto. Sin embargo, para el BCS, cuando los átomos constituyentes se ralentizan y se alinean, hacen que los electrones pasen sin ninguna resistencia, lo que permite la superconductividad.

El equipo utilizó la espectroscopia de fotoemisión basada en láser de resolución de alta energía y temperatura ultrabaja para observar este fenómeno. Buscaban ver cómo se comportaban los electrones durante la transición de BEC a BCS. BEC finalmente exhibió superconductividad. Si bien este descubrimiento podría no tener ninguna aplicación práctica de inmediato, allanaría el camino para crear superconductores mejores y más baratos que conducirían a una electrónica extremadamente eficiente en el futuro.

La investigación completa  se publicó en la revista Medium / Technicity